初學(xué)者必看：LED驅動(dòng)電源知識

LED驅動(dòng)電源把電源供應轉換為特定的電壓電流以驅動(dòng)LED發(fā)光的電壓轉換器，通常情況下：LED驅動(dòng)電源的輸入包括高壓工頻交流(即市電)、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流(如電子變壓器的輸出)等。而LED驅動(dòng)電源的輸出則大多數為可隨LED正向壓降值變化而改變電壓的恒定電流源。LED電源核心元件包括開(kāi)關(guān)控制器、電感器、開(kāi)關(guān)元器件(MOSfet)、反饋電阻、輸入濾波器件、輸出濾波器件等等。根據不同場(chǎng)合要求、還要有輸入過(guò)壓保護電路、輸入欠壓保護電路，LED開(kāi)路保護、過(guò)流保護等電路。

　　1、LED驅動(dòng)電源的特點(diǎn)

　　(1)高可靠性特別像LED路燈的驅動(dòng)電源，裝在高空，維修不方便，維修的花費也大。

　　(2)高效率LED是節能產(chǎn)品，驅動(dòng)電源的效率要高。對于電源安裝在燈具內的結散熱非常重要。電源的效率高，它的耗損功率小，在燈具內發(fā)熱量就小，也就降低了燈具的溫升。對延緩LED的光衰有利。

　　(3)高功率因素功率因素是電網(wǎng)對負載的要求。一般70瓦以下的用電器，沒(méi)有強制性指標。雖然功率不大的單個(gè)用電器功率因素低一點(diǎn)對電網(wǎng)的影響不大，但晚上使用照明量大，同類(lèi)負載太集中，會(huì )對電網(wǎng)產(chǎn)生較嚴重的污染。對于30瓦~40瓦的LED驅動(dòng)電源，據說(shuō)不久的將來(lái)，也許會(huì )對功率因素方面有一定的指標要求。

　　(4)驅動(dòng)方式現在通行的有兩種：其一是一個(gè)恒壓源供多個(gè)恒流源，每個(gè)恒流源單獨給每路LED供電。這種方式，組合靈活，一路LED故障，不影響其他LED的工作，但成本會(huì )略高一點(diǎn)。另一種是直接恒流供電也就是“中科慧寶“所采用的驅動(dòng)方式，LED串聯(lián)或并聯(lián)運行。它的優(yōu)點(diǎn)是成本低一點(diǎn)，但靈活性差，還要解決某個(gè)LED故障，不影響其他LED運行的問(wèn)題。這兩種形式，在一段時(shí)間內并存。多路恒流輸出供電方式，在成本和性能方面會(huì )較好。也許是以后的主流方向。

　　(5)浪涌保護LED抗浪涌的能力是比較差的，特別是抗反向電壓能力。加強這方面的保護也很重要。有些LED燈裝在戶(hù)外，如LED路燈。由于電網(wǎng)負載的啟甩和雷擊的感應，從電網(wǎng)系統會(huì )侵入各種浪涌，有些浪涌會(huì )導致LED的損壞。因此分析“中科慧寶“的驅動(dòng)電源在浪涌保護方面應該有一定的欠缺，而至于電源及燈具頻繁更換，LED驅動(dòng)電源要有抑制浪涌的侵入，保護LED不被損壞的能力。

　　(6)保護功能電源除了常規的保護功能外，最好在恒流輸出中增加LED溫度負反饋，防止LED溫度過(guò)高；要符合安規和電磁兼容的要求。

　　2、按驅動(dòng)方式可分為兩大類(lèi)：

　　(1)恒流式：

　　a、恒流驅動(dòng)電路輸出的電流是恒定的，而輸出的直流電壓卻隨著(zhù)負載阻值的大小不同在一定范圍內變化，負載阻值小，輸出電壓就低，負載阻值越大，輸出電壓也就越高。

　　b、恒流電路不怕負載短路，但嚴禁負載完全開(kāi)路。

　　c、恒流驅動(dòng)電路驅動(dòng)LED是較為理想的，但相對而言?xún)r(jià)格較高。

　　d、應注意所使用最大承受電流及電壓值，它限制了LED的使用數量。

　　(2)穩壓式：

　　a、當穩壓電路中的各項參數確定以后，輸出的電壓是固定的，而輸出的電流卻隨著(zhù)負載的增減而變化；

　　b、穩壓電路不怕負載開(kāi)路，但嚴禁負載完全短路。

　　c、以穩壓驅動(dòng)電路驅動(dòng)LED，每串需要加上合適的電阻方可使每串LED顯示亮度平均；

　　d、亮度會(huì )受整流而來(lái)的電壓變化影響。

　　3、針對LED路燈驅動(dòng)電源目前市場(chǎng)上恒流源電源分為：整體恒流和逐路恒流兩種這兩種工作方式各有優(yōu)缺點(diǎn)：

　　整體恒流逐路恒流

　　優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)

　　1.成本比較低。

　　2.電磁兼容容易處理。

　　3.LED光源板容易設計，可以直接并聯(lián)。

　　4.整體效率高可以達到90%以上

　　5.接線(xiàn)容易，光源板只需要2根導線(xiàn)就可以了。

4、對LED的VF值一致性要求很高，否則會(huì )造成電流不平衡，從而損毀。對LED的VF一致性要求不高，而且每一路電流很平均。LED工作比較可靠。

1.成本比較高。

　　2.電磁兼容不容易處理。

　　3.整體效率不高最高達到85%

　　4.接線(xiàn)容易，光源板只需要2根導就可以了。

　　從以上對比可也看出，逐路恒流雖然缺點(diǎn)比較多，成本也比較高。但是它能真正的起到保護LED和延長(cháng)LED的壽命，所以逐路恒流才是未來(lái)的趨勢。

　　要達到較高穩定性的恒流源電源，具體有：

　　4.1高穩定性，高功率因數。

　　4.2長(cháng)壽命，至少達到5000小時(shí)以上。

　　4.3較高的整體效率。

　　4.4超強的環(huán)境適應能力。如工作環(huán)境溫度-20-60度雷擊4KV等。

　　4.5防水等級要達到IP66以上。

　　針對以上要求要解決以下問(wèn)題。

　　a.要滿(mǎn)足高功率因數和效率的，LLC效率是比較高的，但是不夠穩定.因為它是靠變壓器的漏感諧振工作的。正激加同步整流效率也比較高，但目前正激同步整流技術(shù)比較復雜。準諧振加同步整流相對以上兩種，效率稍微偏低，但穩定性好，方案成熟。所以選擇準諧振加同步整流。

　　b.因為準諧振加同步整流的方案不能沒(méi)有電解電容。所以在設計和元器件選擇余量比較大，壽命較高的電解電容。同時(shí)，為滿(mǎn)足工作環(huán)境的要求，所使用的元器件至少要選用-20-105度的耐溫。

　　c.在輸入端為滿(mǎn)足電磁兼容和雷擊等要求，需要加防雷擊電路和EMC濾波電路。一些高頻的地方還要做屏蔽處理。

　　d.電源的采用灌膠處理，以滿(mǎn)足IP防護等級的要求。

　　5、LED電源的現狀

　　LED電源也是一個(gè)配套產(chǎn)品，目前市場(chǎng)山的電源品質(zhì)參差不齊，根據現有資料的查詢(xún)及項目執行中所碰到的壞燈問(wèn)題大概分析了LED驅動(dòng)電源目前存在不足的原因：

　　a、生產(chǎn)LED照明及相關(guān)產(chǎn)品的公司的技術(shù)人員對開(kāi)關(guān)電源的了解不夠，做出的電源是可以正常工作，但一些關(guān)鍵性的評估及電磁兼容的考慮不夠，還是有一定得隱患。

　　b、大部分LED電源生產(chǎn)企業(yè)都是從普通的開(kāi)關(guān)電源轉型過(guò)來(lái)做LED電源，對LED的特點(diǎn)及使用認識還不夠。

　　c、目前關(guān)于LED的標準幾乎沒(méi)有，大部分都是參考開(kāi)關(guān)電源和電子整流器的標準。

　　d、現在大部分LED電源沒(méi)有統一，所以量大部分都比較小。采購量小，價(jià)格就偏高，而且元器件供應商也不太配合。

　　e、LED電源的穩定性：寬電壓輸入，高溫和低溫工作，過(guò)溫、過(guò)壓保護等問(wèn)題都沒(méi)有一一解決。f、首先是驅動(dòng)電路整體壽命，尤其是關(guān)鍵器件如：電容在高溫下的壽命直接影響到電源的壽命。

　　g、是LED驅動(dòng)器應挑戰更高的轉換效率，尤其是在驅動(dòng)大功率LED時(shí)更是如此，因為所有未作為光輸出的功率都作為熱量耗散，電源轉換效率的過(guò)低，影響了LED節能效果的發(fā)揮。

　　h、目前在功率較小(1-5W)的應用場(chǎng)合，恒流驅動(dòng)電源成本所占的比重已經(jīng)接近1/3，已經(jīng)接近了光源的成本，一定程度上影響了市場(chǎng)推廣。

　　6、如何選擇高品質(zhì)LED驅動(dòng)電源

　　6.1根據LED特點(diǎn)，選擇驅動(dòng)電源時(shí)要注意：

　　a、根據LED電流和電壓特點(diǎn)，比較理想的是使用恒流驅動(dòng)。它能避免LED正向電壓的改變而引起電流變動(dòng)，同時(shí)恒定的電流使LED的亮度穩定。

　　b、另外，LED光通量與溫度成反比，所以使用中應盡量減少電源發(fā)熱和設計良好的散熱系統。從而降低LED的工作的溫度。

　　c、為了保證LED的整體壽命必須將LED的節溫控制在一定的范圍內。

　　6.2根據電網(wǎng)的用電的特點(diǎn)，LED特性的要求以及相關(guān)LED產(chǎn)品，在選擇LED驅動(dòng)電源時(shí)要考慮到以下幾點(diǎn)：

　　a、高可靠性

　　LED產(chǎn)品主要是有LED芯片和電源，散熱外殼，控制電路等組成。其中LED電源的好壞直接影響了產(chǎn)品的好壞。特別是LED路燈產(chǎn)品，由于裝在高空，維修不方便，維修的花費也大。

　　b、高效率

　　LED是節能產(chǎn)品，驅動(dòng)電源也要符合節能的要求。特別是電源安裝在燈具內的結構，尤為重要。因為L(cháng)ED的發(fā)光效率隨著(zhù)LED溫度的升高而下降。電源的效率高，它的耗損功率小，在燈具內發(fā)熱量就小，也就降低了燈具的溫升?？裳泳廘ED的光衰有利。

　　c、恒流驅動(dòng)方式

　　為了配合LED的VI特性，所以L(fǎng)ED電源必須使用恒流驅動(dòng)的方式。

　　d、浪涌保護

　　LED抗沖擊能力比較差，所以要加強這方面的保護。特別是一些裝在戶(hù)外的產(chǎn)品，由于電網(wǎng)負載的啟動(dòng)和雷。因此LED驅動(dòng)電源要有抑制浪涌的侵入，保護LED不被損壞的能力。

　　e、溫度保護功能

　　電源除了常規的保護功能外，最好在恒流輸出中增加LED芯片溫度負反饋，防止LED芯片PN節溫度過(guò)高。

　　f、LED電源壽命

　　驅動(dòng)電源的壽命盡最大努力與LED芯片的壽命相配和。

　　g、.工作環(huán)境問(wèn)題：

　　由于各個(gè)地方的環(huán)境的不同要著(zhù)重考慮LED燈具所工作場(chǎng)所的環(huán)境如：溫度、濕度、安裝位置等。

　　h、軟啟動(dòng)電路

　　考慮到電源的工作方式，如果不加軟啟動(dòng)電路，通電瞬間，輸出會(huì )有一個(gè)電壓尖峰。為更好的保護LED，所以需要加軟啟動(dòng)電路。這一點(diǎn)正是驅動(dòng)電源穩定性的一個(gè)關(guān)鍵因素。